都是屏下指紋 三大方案有什麼不同？
如果要挑選出2018年智慧機市場的關鍵詞，想必全面屏一定能夠進入提名名單。之所以說全面屏重要，不僅是因為它改變了智慧機形態，使智慧機獲得了全新的發現方向，向著更高的屏佔比衝擊。同時，全面屏也使智慧機中生物識別技術走向了兩個方向。
以蘋果為代表的部分廠商選擇了3D識別技術，通過結構光構建人臉模型進行識別。但此類技術不可避免涉及到劉海屏問題。以vivo等為代表的廠商選擇了另一條路線，即屏下指紋解決方案。其優點在於能夠“隱藏”，避免劉海屏的出現。
然而，即使都叫做屏下指紋識別，但按照技術原理與實現方法又可以細分為三種，光學式、超聲波式、電容式。三種屏下指紋識別各有不同，現階段發展狀況也各有差異。
光學式屏下指紋識別
光學式指紋識別在生活中很常見，比如日常上班中的打卡機利用的就是光學指紋識別技術，主要是依靠光線反射來探測指紋迴路。
智慧機中的光學式屏下指紋受限於智慧機的體積，只能拋棄原有的光學系統而藉助手機螢幕的光作為光源。同時由於LCD螢幕無法自發光，因此目前支援光學屏下指紋識別的產品都採用的是OLED螢幕。
其技術原理為，由於OLED螢幕畫素間天生具有一定的間隔，能夠保證光線透過。當用戶手指按壓螢幕時，OLED螢幕發出光線將手指區域照亮，照亮指紋的反射光線透過螢幕畫素的間隙返回到緊貼於屏下的感測器上。最終形成的影象通過與資料庫中已存的影象進行對比分析，進行識別判斷。
光學式屏下指紋感測器的優勢在於可以最大程度上避免環境光的干擾，在極端環境下的穩定性更好。但其同樣面臨幹手指識別率的問題。此外，由於是點亮螢幕特定區域，不可避免面會出現螢幕易老化的問題（比如燒屏）。而且，光學式屏下指紋的功耗相對傳統光學式指紋要高很多，這些都是有待解決的問題。
超聲波式屏下指紋識別
超聲波式屏下指紋識別技術基於超聲波，通過感測器先向手指表面發射超聲波，並接受回波。利用指紋表面面板和空氣之間密度不同構建出一個3D影象，進而與已經存在於終端上的資訊進行對比，以此達到識別指紋的目的。
超聲波式屏下指紋識別的優勢在於具有較強的穿透性，抗汙漬的能力較高。即使是溼手指與汙手指的狀況依舊能完美識別。此外，依靠超聲波極好的穿透性，其還支援活體檢測。由於能夠得到3D指紋識別影象，安全性相較於其它屏下指紋識別方案更高。
但是，超聲波式屏下指紋識別同樣有諸多急需解決的難題。比如成像質量低、技術不夠成熟、產量較低等。目前，超聲波式屏下指紋識別沒能得到大範圍推廣商用，便是由於上述原因。
電容式屏下指紋識別
電容式指紋識別技術想必我們都不陌生，目前幾乎所用商用的指紋識別技術（除去屏下指紋）都是利用電容式指紋識別技術。其相對而言更加成熟，但想要將電容式指紋識別轉移到屏下卻有著不小的困難，其較弱的穿透能力正限制著其發展。
目前一種解決方案是，通過將傳統的矽基指紋識別感測器換為透明的玻璃基感測器，並將其直接嵌入到LCD面板中，以此減少需要穿透的面板厚度，避開其穿透能力差的難題。當手指接觸到螢幕時，指紋識別感測器便能感知到這一訊號，從而完成識別。
相對來說，由於電容式屏下指紋識別在識別過程中不需要螢幕發光，因此其支援LCD螢幕，相對而言成本更低。但由於智慧機顯示屏上都有一層用於識別、觸控的觸控層，由此可能會產生觸控訊號和指紋識別訊號相互干擾的情況，這一問題有待解決。
屏下指紋識別技術的發展趨勢
目前來看，光學式屏下指紋識別技術更加成熟，產業鏈內擁有眾多供應商，包括匯頂、Synaptics等都已經實現了光學屏下指紋感測器的量產。現階段幾乎全部搭載屏下指紋識別技術的產品，包括vivo NEX、華為Mate RS保時捷設計均採用的是光學式屏下指紋識別技術。以此可以推測，未來很長一段時間內，光學式屏下指紋識別都會是市場中絕對的主流。
超聲波式屏下指紋識別方案目前尚未量產，主要由高通推動。早在2015年時，高通就已經推出了名為Sense ID的3D超聲波指紋識別方案。到了2017年，高通釋出新一代超聲波指紋識別方案。據悉可以穿透1200μm的OLED螢幕或800μm的玻璃和650μm的鋁合金來實現指紋識別。
除高通外，來自瑞典的FPC（Finge rprint Cards）也擁有自己的超聲波屏下指紋識別技術，並且支援在顯示屏任意位置捕捉與識別使用者的指紋，從而能夠消除終端廠商在設計上的物理空間的限制。最重要的是，其還支援OLED螢幕與LCD螢幕。
但是，無論是哪一種超聲波指紋識別技術，都面臨著量產商用的難題。而且在當下的光學式屏下指紋識別佔據絕對市場優勢的當下，即使最終其克服困難實現量產，智慧機廠商是否會捨棄已經成熟的光學式屏下指紋識別而轉向超聲波式屏下指紋識別，著實難以判斷。因此，對於超聲波式屏下指紋識別技術的未來，著實難以樂觀。
相較而言，電容式屏下指紋識別方案目前只有JDI一家推出了相關產品。通過名為Pixel eyes的技術，JDI可以將電容式指紋識別感測器與TFT顯示器的玻璃基板整合在了一起。玻璃基板通過檢測電容變化來識別手指觸控區域，而不必額外新增指紋識別模組。
電容式屏下指紋識別技術的優勢在於其可以支援LCD螢幕，進而能大大降低整機成本，有利於屏下指紋識別技術的推廣。但就目前的現狀來看，JDI距量產該技術尚有很長的路要走。
總結
就目前來看，未來很長一段時間內，光學式指紋識別技術都會是屏下指紋識別市場的絕對霸主。超聲波式屏下指紋識別技術與電容式屏下指紋識別技術想要實現彎道超車，一方面需要儘快解決自身存在的技術問題。另一方面也可以期待下一代顯示屏技術（如MicroLED）的登場。
但是，隨著屏下攝像頭技術研發不斷取得進展，未來3D結構光系統也有望實現屏下隱藏。目前來說，屏下指紋識別技術的優勢在於能夠避免劉海屏的出現，倘若3D結構光技術能夠實現“隱藏”，那時智慧機廠商會偏向3D結構光還是屏下指紋識別技術尚不可知。至於屏下指紋識別技術未來究竟會如何發展，就讓時間給我們答案吧。
